La découverte d'une énième exoplanète n'est plus une nouveauté. Plus de 4, 000 planètes autour d'autres étoiles ont maintenant été trouvées depuis la détection de la première en 1995. Comme les astronomes le soupçonnaient depuis longtemps, ou du moins espéré, il semble que les planètes soient omniprésentes dans les systèmes stellaires et il y a probablement plus de planètes que d'étoiles dans notre galaxie.

Mais une nouvelle découverte d'une grande planète en orbite autour de la petite étoile GJ3512 mérite d'être signalée. Le papier, Publié dans Science , remet en question notre compréhension de la formation des planètes et brouille davantage la frontière entre les petites, étoiles froides connues sous le nom de naines brunes et planètes.

L'étoile elle-même est une naine rouge, à environ 30 années-lumière, avec une luminosité inférieure à 0,2% de celle du soleil. Il a environ 12% de la masse du soleil et 14% de son rayon. Tellement cool, les étoiles sombres sont en fait les étoiles les plus communes de la galaxie, mais seulement une sur dix des exoplanètes connues orbite autour de naines rouges.

Il s'agit probablement d'un effet de sélection. Les naines rouges sont si faibles qu'il est difficile de détecter leurs planètes avec la "méthode de décalage Doppler". Cela repose sur la détection de la façon dont la longueur d'onde de la lumière des étoiles est périodiquement décalée (en bleu ou en rouge) d'une infime quantité lorsque la planète invisible orbite, tirant l'étoile d'avant en arrière. Plusieurs des autres planètes découvertes en orbite autour d'étoiles naines rouges ont plutôt été découvertes par la méthode du transit, en examinant comment la lumière d'une étoile diminue lorsqu'une planète passe devant elle.

Ce qui distingue la nouvelle découverte, c'est que la planète, surnommé GJ3512b, est une géante gazeuse sur une orbite elliptique de 204 jours. La planète a une masse d'au moins la moitié de celle de Jupiter et son diamètre est susceptible d'être d'environ 70 % de celui de l'étoile sur laquelle elle orbite. C'est donc l'une des plus grosses planètes connues pour orbiter autour d'une si petite étoile sur une orbite aussi large - et cela pose un problème pour comprendre comment elle s'est formée.

Formation de la planète

Notre système solaire est né d'un "disque protoplanétaire", un nuage contenant du gaz dense et de la poussière entourant notre soleil nouvellement formé.

L'explication la plus communément acceptée de la formation des planètes géantes gazeuses est que les noyaux glacés rocheux ont été créés par l'accumulation de corps plus petits dans les régions externes du disque. Cela a duré jusqu'à ce que ces noyaux aient atteint une dizaine de masses terrestres. À ce point, ils ont pu rassembler une enveloppe d'hydrogène et d'hélium avant que les planètes ne migrent vers le bord intérieur du disque, ou le disque s'est dispersé.

C'est ainsi que l'on pense que les planètes géantes gazeuses se forment dans la plupart des systèmes exoplanétaires, y compris les soi-disant "Jupiters chauds" découverts à proximité, orbites autour de leurs étoiles. Mais on voit mal comment des planètes pourraient se former ainsi autour d'une étoile de faible masse, le disque ne serait pas assez massif.

Un scénario alternatif s'est probablement produit dans le cas de GJ3512b - et potentiellement de nombreux autres systèmes planétaires. Ici, il semble que la planète se soit formée par fragmentation directe du disque protoplanétaire. Cela signifie qu'une partie du disque s'est effondrée et s'est condensée (passant d'un gaz à un liquide puis à un solide) en un grand corps, sans qu'il soit nécessaire de s'accumuler par accumulation de roches plus petites. Ceci est similaire à la façon dont les étoiles elles-mêmes se forment normalement.

L'équipe à l'origine de la nouvelle étude rapporte des preuves supplémentaires de cette route de formation à partir d'indices d'une deuxième exoplanète géante dans le système (provisoirement appelée GJ3512c) avec une période orbitale supérieure à 1, 400 jours. Cela pourrait également expliquer l'orbite inhabituellement excentrique de GJ3512b, qui peut avoir résulté des interactions entre les deux planètes peu de temps après la formation des planètes. Ce processus aurait éjecté une troisième planète du système. Et si trois grandes planètes existaient autrefois autour d'une si petite étoile, la seule façon dont ils ont pu se former est la fragmentation directe du disque.

Étoile contre planète

La découverte de ce système a également des implications pour le débat sur ce qui constitue une étoile naine brune et ce qui constitue une planète. Les naines brunes sont des étoiles qui n'ont pas réussi à initier la fusion nucléaire dans leurs noyaux, et ont donc une masse inférieure à environ 8% de celle du soleil ou environ 85 masses de Jupiter.

Les naines brunes les plus basses connues ont des masses aussi petites que 12 fois celles de Jupiter, tandis que les planètes les plus massives connues ont des masses jusqu'à 30 fois celles de Jupiter. Donc, si les planètes les plus massives sont plus lourdes que les étoiles les moins massives, qu'est-ce qui distingue une étoile d'une planète ?

Une réponse est de dire que les étoiles se forment comme les étoiles, et les planètes se forment comme les planètes, la masse est donc dans une certaine mesure sans importance. Le problème est que normalement nous ne pouvons pas dire comment une planète ou une naine brune s'est formée. Dans le cas du GJ3512b, la méthode de formation probable ressemble plus à celle d'une étoile qu'à celle d'une planète.

L'image est donc encore plus confuse qu'elle ne l'était avant, et ne peut être résolu que par de futures découvertes. L'augmentation du recensement des systèmes planétaires permettra à terme de montrer quels mécanismes de formation sont les plus courants.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.